蘆山震源區(qū)人工地震高分辨剖面結(jié)果及其速度結(jié)構(gòu)模型

1新成果不斷出現(xiàn)，但尚未得到有效研究2013年4月20日，四川省雅山區(qū)發(fā)生m。隨著時間的推移，新資料不斷涌現(xiàn)，尤其是活動斷裂研究、地球物理探測、GPS觀測等方面新成果不斷出現(xiàn)，這些成果對于進一步深入認識該區(qū)的構(gòu)造變形、地震活動背景等都有著重要影響．但是，現(xiàn)有的研究由于受到資料本身的研究精度和技術手段的限制，難以精確地給出該區(qū)的殼幔速度結(jié)構(gòu)模型（蘆山地震發(fā)生后，亟需全面了解青藏高原東緣地區(qū)大震活動的新構(gòu)造與活動構(gòu)造背景及成因問題（2區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景研究區(qū)位于青藏高原的東南緣，是青藏高原現(xiàn)今地殼形變和地震活動最強烈的地區(qū)之一，在大地構(gòu)造上是揚子地塊、松潘—甘孜地塊等多個微陸塊體匯聚的地帶，新生代期間經(jīng)歷了多期巖漿活動和強烈的構(gòu)造變形作用，形成了眾多規(guī)模與性質(zhì)不同的斷裂構(gòu)造（研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造十分復雜，多組深大斷裂縱橫交錯．近年來，在該區(qū)域發(fā)生的多個中等強度的地震研究表明，地震的發(fā)生與該區(qū)的深大斷裂帶、復雜的殼幔過渡帶、中上地殼高低速相間介質(zhì)環(huán)境等密切相關，鑒于該區(qū)特殊的地震構(gòu)造環(huán)境，一些研究者在該地區(qū)已經(jīng)開展了大量的地球物理研究工作，為該區(qū)的深部物理場特性、地震孕育環(huán)境等提供了重要的深部資料，3剖面位置及地質(zhì)環(huán)境研究剖面東南起宜賓市王場鎮(zhèn)附近（其坐標為104°39′15″E,29°05′40″N，剖面樁號50km），由東南向西北依次經(jīng)自貢市的古文鎮(zhèn)、留佳鎮(zhèn)、樂山市的土主鎮(zhèn)、漢陽鎮(zhèn)、仁美鎮(zhèn)、張場鎮(zhèn)、雅安市的車嶺鎮(zhèn)、新店鎮(zhèn)、龍門鎮(zhèn)、寶興、永富、小金、名山縣北、蘆山縣的龍門、寶興、隴東、永富、小金、金川等地，剖面的終點位于金川縣太陽河鄉(xiāng)且斯都村附近（其坐標為101°46′30″E,31°41′25″N，剖面樁號460km），全長410km（圖1）．物探中心于2013年9月至11月完成了該條人工地震測深剖面的野外打井、炮點激發(fā)、觀測點安置及數(shù)據(jù)采集等工作．該地震探測剖面穿過了不同的地形條件和地理環(huán)境，跨越了多條斷裂構(gòu)造帶和不同的地質(zhì)構(gòu)造單元，沿剖面地形條件和地理環(huán)境比較復雜，基本上全部為山區(qū)地形，剖面的東南端大約100km區(qū)段位于四川盆地．在280km樁號以北測線基本上位于川西高原，海拔較高，一般都在2500～3500m，局部地段達到4000m以上；在280km樁號以南地區(qū)基本上位于揚子塊體，海拔一般在1000～2000m，觀測點基本上都是沿山路或者鄉(xiāng)村小路布設，觀測點背景噪聲水平較低．在長約410km的剖面上總共布設了268臺三分向PDS-2型地震儀器，觀測點距采取了疏密相間的布設方案，觀測點距在0.8～2.0km之間變化，在斷裂帶及特殊構(gòu)造部位附近點距適當加密為0.8km，使得沿測線變化劇烈的地段，保證淺部結(jié)構(gòu)能夠很好地成像．在川西高原及四川盆地內(nèi)部觀測點距為2.0km．根據(jù)地震波場信息對地殼與上地幔深、淺結(jié)構(gòu)的有效反映和主要斷裂構(gòu)造帶的控制，確定炮點位置．沿剖面共布置了8個炮點，各個炮點的具體參數(shù)見表1，單炮藥量的大小根據(jù)研究的目標、炮點所在位置周圍環(huán)境情況、激發(fā)條件的不同和觀測區(qū)間的大小而定，最大藥量為3.5t，最小藥量為1.0t，沿剖面8個炮點的激發(fā)和268臺PDS-2型地震儀器的共同接收構(gòu)成了較為完善的觀測系統(tǒng)．4地震相位分析對獲得的野外探測數(shù)據(jù)用折合速度6.00km·s通過對上述7組震相的走時拾取，利用WH、PLUCH等計算方法（5地殼結(jié)構(gòu)及構(gòu)造背景在獲得一維殼幔速度結(jié)構(gòu)模型的基礎上，依據(jù)有限差分反演方法（上地殼：C中地殼：C下地殼：C總體來看，在四川盆地與松潘—甘孜塊體的過渡帶附近，顯示出了速度結(jié)構(gòu)紊亂、界面起伏變化明顯的殼幔速度結(jié)構(gòu)特征，這可能與該區(qū)段特殊的接觸耦合關系及復雜的地質(zhì)運動構(gòu)造背景關系極為密切（6地表基底厚度(1）從計算獲得的二維殼幔速度結(jié)構(gòu)模型可以看出，地殼速度結(jié)構(gòu)在橫向上存在明顯的分區(qū)特征，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶內(nèi)速度結(jié)構(gòu)顯示低速異常，構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶兩側(cè)速度結(jié)構(gòu)差異顯著，揚子塊體平均速度明顯高于松潘—甘孜塊體0.10km·s(2）沿剖面基底在松潘—甘孜塊體厚度較薄，在小金附近基底幾乎出露地表，永富縣附近最厚處約為2.5km左右，四川盆地基底相對較厚，最厚約為7.8km；上地殼速度結(jié)構(gòu)變化較明顯的區(qū)域位于松潘—甘孜塊體下方C(3）上地幔Pn波在整條剖面上難以識別對比（(4）研究區(qū)二維殼幔速度模型結(jié)果顯示，沿剖面分別在150、260、280km及300km樁號附近二維速度等值線較為紊亂、殼內(nèi)界面起伏變化明顯，這一現(xiàn)象剛好與地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖上的龍泉山斷裂、江油—都江堰斷裂、茂汶—天全斷裂及小金弧形斷裂位置相互吻合．斷裂的具體深度范圍、傾角及傾向等有待進一步的工作研究．該區(qū)是我國強震多發(fā)地區(qū)之一，從蘆山7.0級地震發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造背景看，該地